第二章 3.3. 理想气体的状态方程-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

发生等容安化，由查理定律可得号一会即。 300K Q99x10PA,对汽缸内气体由理想气体状态方程得 T 25K,解得h=54.6cm,则三76cm-54.6cm日 pL ,解得当汽缸刚好要离开水平桌而时环境温度为T,= 21.4cm.(2)此时A瓶内气体压强为3=75cmHg 148.5K.故选B 16cmlg=59cmHg,气体发生等容变化，由查理定律 0u32 10paS 11g 分，即60cmg=539cmg.解得T=295K,所以43=22℃ 300K T 解析：(1)对气体A有%业_px08 T。 口.解得= 第3课时理想气体的状态方程 (2)在地球表面有pS+mg=PS,在月球表面有pS+ 第1关（练速度） 石g8,对气体B有05如解得m T。 T 11g 1.A2.C3.D 第2关（练准确率） 4.D解析：A.篮球中空气质量增大了，但空气的体积没有 11.B解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为户1P2 变，根据公式=？可知密度变大，球内气体分子数密度变 P,以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有Mg+PS= P,SPwS+Mg=pS,PS+Mg+mg=P,S.可以得出P1=P2<p 大，故A错误：BC.在快速充气过程中，压缩球内气体做 功，而气体与外界来不及进行热交换，故空气内能增大，温 由理想气体的状态方程有上_上_凸 工万刀，由<水得 度升高，分子平均动能增大，但并不是每一个分子的动能 T<T,由V2=V3得T2<T3,即T<T2<T,所以选项B正 都增大，故BC错误：D.由上分析可知，温度升高，分子数 确，ACD错误故选B. 密度增大，所以单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数增 12.B解析：设胎内气体经过一定过程后温度变为T,= 大，故D正确.故选D. 0℃=273K,压强变为P2=100kPa,体积变为'2，则由理 5.C解析：外界大气温度升高，压强减小，则玻璃泡内部气体温 度升高，气体压强增大，玻璃管中水柱下降故C符合题意 超气体方程得，所以， =65.52L.该状 TT, P:T 6.D解析：如图所示，过A、B两点分别作出等容变化的图 态下气体的物质的量为n= V265.52L 像，由业 =C可得p=V·T心，可知，B点对应的图线斜率 722.4/mm=2925mdl, 所以气体的分子数约为m=nN,=1.755×10,故选B. 较大，体积较小，即V>,B到C等温升压，可知体积减 13.C解析：设容器总长度1，当温度为T时，活塞平衡时弹 小，即'e>V,D正确. 'a 簧伸长量为x,气体体积为 2小,压强为； T B C,可知 T =C,即x-T图像是过原点开口向右的抛 物线，当温度从T。开始缓慢增加时，p增大，V增大，x非线 性变化，且增加幅度逐渐减小，故题图乙中3正确故选C, -273.15 0 / 14.(1)30em(2)42cm 7.C解析：气泡在湖底的压强P,=%+pgh=10Pa+10×10× 解析：(1)初时刻，气体的压强为户，=Po+P本g动= 20Pa=3×10°Pa.气泡在湖底的温度为：T=(273+4)K 90cmHg,加速时，对水银由牛顿第二定律得P2S-P,S- 277K,气泡在水面的压强为：P2=%=10Pa,气泡在水面 mg=ma,又mg=psushg,联立解得=93emHg由玻意耳 的温度为：T2=(273+17)K=290K,根据理想气体状态方 定律得P,S=p2LS,解得L2=30cm(2)玻璃管倒过来后 配有之学得 =3.1,故选C 的压强为p户=。Pk银gh=60cmHg,由理想气体状态方程 8.C解析：以打开开关后剩余的气体为研究对象，设舱内体 得S山5 了万，解得L=42cm 积为V,根据理想气体状态方程，有-m)业_一 第3关（练思维宽度） T 15.D解析：设U形管截面积为S,初状态时封闭气体的状 -品解得 30po(1-n) 态参量为P,=(76+14)emHg=90cmHg,V,=14cm×S, ，该病员舱规定的负压 31 T,=(7+273)K=280K设加热过程中溢出的水银柱长度 值为PP。=P,放ABD错误，C正确 为h,末状态时封闭气体的状态参量为1=(76+ h)cmHg,'3=(7cm+h)×S,T,=(7+273)K=280K.由理想 9.B解析：当汽缸刚好要离开水平桌面时，弹簧的弹力 为mg,则mg=c,解得弹簧伸长量为x-飞=1X10 气体状态方程，可知7：解得=8m设纸张燃 200m= 烧过程中的最高温度为工，此时封闭气体的状态参量为：= 0.05m.则当汽缸刚好要离开水平桌面时，活塞与汽红底部 (76+14+h)cmHg,3=(14cm+h)×S,由理想气体状态方程， 的间距为L,=L-x=0.05m,当汽缸刚好要离开水平桌面 可知P上_，上.解得T,=49K,可知纸张燃烧过程中 时，汽缸内气体压强为A%号=10x10P TT Pa= 0.01 的最高温度为=(479-273)℃=206℃，故选D. 参考答案学霸07第3课时 理想气体的状态方程 第1关练速度 25mln为准，你的时间】 D.单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数 增大 题型1理想气体 题型3理想气体状态方程的应用 1.关于理想气体的认识，下列说法正确的是 5.现有一种测温装置，玻璃管的上端与导热良 ( 好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封 A.它是一种能够在任何条件下都能严格遵守 闭有一定量的空气若玻璃管中水柱上升，则 气体实验定律的气体 外界大气的变化不可能是 () B.一定质量的理想气体，平均动能增大，其温 度可能不变 外界 空气 C.在温度不太高、压强不太小的情况下，气体 玻璃泡 可视为理想气体 玻璃管 D.被压缩的气体，不能视为理想气体 2.对于一定质量的理想气体，下列哪一种情况 A.温度降低，压强增大 是不可能的 () B.温度降低，压强不变 A.使气体的温度升高，同时体积减小 C.温度升高，压强减小 B.使气体的温度升高，同时压强增大 D.温度不变，压强增大 C.使气体的温度保持不变，而压强和体积同 6.一定质量的理想气体经历了A→B→C的变化 时增大 过程，其压强随摄氏温度变化的p-t图像如图 D.使气体的温度降低，压强和密度同时减小 所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别 题型2气体实验定律的微观解释 为V、Va、'c,则通过图像可以判断它们的大 3.一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气 小关系是 () 体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这 是因为 ( A.气体分子的总数增加 B.单位体积内的分子数目不变 VC C.气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 A.V=VR>VG B.V=Va<Ve D.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子 C.V<Va<VG D.VA>VE>V 碰撞的次数增多 7.已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃，水面 4.(2023·江苏扬州期末)体育老师用气筒给篮 温度为17℃，大气压强为1.0×10Pa.当一气 球快速充气，假设充气过程中篮球的容积不 泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来 变，则此过程 ( 的(g取10m/s2,p*=1.0×103kg/m3,T= A.球内气体分子数密度不变 273K+t) () B.气体温度保持不变 A.2.8倍 B.8.5倍 C.球内所有气体分子的动能都增大 C.3.1倍 D.2.1倍 第二章学霸021 8.(2023·山东菏泽二模)负压救护车主要用于 先期开展无人登月飞行，并在2030年前实 传染病患者的转运与抢救，使用时病员舱内 现中国人首次登陆月球如图所示，将导热 气压低于外界大气压，病员舱负压值（为负 容器竖直放置在地球表面上并封闭一定质 值)是指舱内气体压强与外界大气压强之差. 量的理想气体，用可自由移动的活塞将气体 某次转运病员前，医护人员打开控制开关使 分成A、B两部分，活塞与容器无摩擦且不漏 封闭病员舱内的气体降至人体适合的温度， 气，横截面积为S,该处附近的温度恒为 同时将部分气体抽出使舱负压值达到规定值. 27℃，稳定后，A部分气体的压强为P0,体积 已知T=t+273K,打开开关前舱内气体的温 为V。,B部分气体的体积为0.5V。若将该装 度为37℃，舱内气体压强与外界大气压强均 置在月球表面处并竖直放置，A部分气体在 为Po;打开开关后抽出的气体质量为原来舱 上方且体积为0.8V。,该处的温度恒为 内气体质量的n(n<1)倍，舱内温度降至 127℃.地球表面的重力加速度为g,月球表 27℃，则该病员舱规定的负压值为( A.-npo B、30n 面的重力加速度为行，求： 31Po (1)在月球表面，A部分气体的压强为多大？ C.-1+30n (2)活塞的质量为多大？ 31 Po D.1*31n 31Po 9.(2023·辽宁丹东二模)如图所示，一定质量 的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在导热 性能良好的质量m=1kg的汽缸中，活塞的密 封性良好，用劲度系数为k=200N/m轻弹簧 将活塞与天花板连接汽缸置于水平桌面上， 开始时弹簧刚好处于原长.已知活塞与汽缸底 部的间距为L=0.1m,活塞的横截面积为S= 0.01m2,外界环境的压强为po=1.0×10Pa, 温度为T。=300K,忽略一切摩擦，重力加速 第2关练准确率 】准确率>0%，你做对题 度g取10m/s2.缓慢降低环境温度，则当汽缸 刚好要离开水平桌面时，环境温度为() 11.(2022·吉林农安期末)如图所示，一定质量 的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器 中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳 定状态下的温度分别为T1、T2、T3,体积分别 为V、V2、V3且V<V2=V3,则T、T2、T3的大 小关系为 A.125.0K B.148.5K A.T1=T2=T3 C.297.0K D.248.5K B.T<T2<Ts 10.(2023·湖南长郡中学期初)我国载人月球 C.T>T>T3 探测工程登月阶段任务已经启动实施，计划 D.T <T2=T 选择性必修第三册学霸022 12.2020年1月1日TPMS(胎压监测系统)强 (2)缓慢转动玻璃管至管口向下后竖直固 制安装法规已开始执行.汽车行驶时TPMS 定，同时使封闭气体的温度缓慢降低到 显示某一轮胎内的气体温度为27℃，压强 T3=280K,求此时试管内空气柱的长 为240kPa,已知该轮胎的容积为30L,阿伏 度L 加德罗常数为N=6.0×103mol1,0℃、 1atm下1mol任何气体的体积均为22.4L, 1atm=100kPa则该轮胎内气体的分子数约为 ( ) A.1.8×102 B.1.8×1024 C.8.0×1029 D.8.0×1024 13.（2023·湖北武汉中学质检)水平放置的圆 柱形密闭容器，中间用无摩擦的活塞隔开 活塞右端和圆柱形容器的右端用轻质弹簧 相连接，如图甲所示弹簧遵循胡克定律，自 然长度为圆柱形容器长度的一半.活塞左侧 为真空，右侧理想气体的热力学温度为T。: 若缓慢增加活塞右侧理想气体的热力学温 度T,其对应的弹簧伸长量为x,则x-T的关 第3关练思维宽度 难度级别：☆☆女☆☆ 系最接近图乙中 ( 15.(2023·山东济南期末)实 验小组的同学用如图所示 的装置测量纸张燃烧过程 理想气体 真空 中的最高温度在环境温度 甲 为7℃时将一左端开口、右端封闭的U形管 A.1 B.2 C.3 D.4 稳定竖直放置，U形管右侧用水银封闭了一 14.(2023·T8联考)如图所示，一根一端封闭 段长为14cm的空气柱，左端有一管道与容 粗细均匀足够长的细玻璃管AB开口向上竖 器相连，初始状态下U形管左侧液面与右侧 直放置，管内用高h=15cm的水银柱封闭了 顶端平齐，且左侧水银恰好不溢出.将燃烧 一段长L=31cm的空气柱.已知外界大气压 源靠近空气柱，燃烧结束后当温度再次恢复 强为p。=75 cmHg,封闭气体的温度为T,= 到7℃时左侧水银面下降了7cm.已知大气 310K,g取10m/s2.则 压强为76cmHg,纸张燃烧过程中的最高温 (1)封闭气体温度T不变，试管以2m/s2的 度约为 () 加速度竖直向上加速，求水银柱稳定时 A.500℃ B.400℃ 试管内空气柱长度； C.300℃ D.200℃ 第二章学霸023